Programma del corso di Fisica applicata

Corso di laurea per le professioni sanitarie
Radiologia medica, per immagini e radioterapia
(sede di Foggia)
Programma del corso di Fisica applicata
Anno accademico 2010/2011 – Prof. V. Capozzi
Grandezze fisiche e calcolo vettoriale
Metodo sperimentale. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Unità di misura. Grandezze
scalari e vettoriali. Vettori. Algebra vettoriale: somma e differenza di vettori (metodo geometrico ed
analitico). Prodotto scalare e vettoriale.
Cinematica del punto materiale
Sistema di riferimento. Concetto di punto materiale. Spostamento. Velocità. Accelerazione. Moto
rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto dei gravi. Moto uniforme ed
uniformemente accelerato in 2 e 3 dimensioni. Moto circolare uniforme. Moto del proiettile.
Dinamica del punto materiale
Forza. Massa ed inerzia. Sistemi inerziali. Leggi del moto di Newton. Esempi di forze: forza di
gravitazione, peso, reazioni vincolari, forze elastiche, attrito statico e dinamico, attrito viscoso,
piano inclinato, forze centripete e centrifughe. Quantità di moto e sua conservazione. Lavoro
compiuto da una forza costante. Potenza. Energia cinetica. Teorema dell’energia cinetica. Energia
potenziale della forza peso ed elastica. Forze conservative e non conservative. Conservazione
dell’energia meccanica. Teorema lavoro-energia in presenza di forza non conservative.
Moto oscillatorio
Moto periodico. Moto armonico semplice. Energia dell’oscillatore armonico semplice. Periodo del
moto armonico semplice. Frequenza naturale. Legge oraria, velocità ed accelerazione del moto
armonico semplice. Pendolo semplice. Moto armonico smorzato. Vibrazioni forzate e risonanza.
Elementi di Meccanica dei sistemi di punti materiali
Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Momento di una forza. Momento di inerzia. Equazione
fondamentale della dinamica rotazionale. Momento angolare e sua conservazione.
Meccanica dei fluidi
Densità. Pressione e sue unità di misura. Il principio di Pascal. Elevatore idraulico. Pressione
idrostatica. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. Pressione atmosferica e sua misura. Barometri e
manometri. Principio di Archimede. Galleggiamento dei corpi. Fluidi ideali e reali. Moto
stazionario e laminare. Equazione di continuità. Portata. Teorema di Bernoulli e sue applicazioni
(effetto Venturi, stenosi ed aneurisma). Viscosità. Equazione di Poiseuille.
Moto ondulatorio
Onde meccaniche e propagazione di un’onda. Impulso ed onda periodica. Periodicità spaziale e
temporale. Velocità di un’onda. Onde sinusoidali e lunghezza d’onda. Fronti d’onda. Onde circolari
rettilinee, piane e sferiche. Energia trasportata dall’onda e sua intensità. Intensità di onde sferiche.
Onde trasversali e longitudinali. Riflessione. Rifrazione. Interferenza. Onde stazionarie. Onde
sonore e velocità del suono. Intensità sonora in dB. Principio del sonar.
Termologia
Equilibrio termodinamico e principio zero della termodinamica. Temperatura e termometri. Scale
termometriche. Punto triplo dell’acqua. Dilatazione termica lineare, superficiale e volumica. Leggi
di Boyle, Charles e Gay-Lussac. Scala della temperatura assoluta. Equazione di stato dei gas
perfetti. Cenni sulla interpretazione molecolare della temperatura. Calore e sua unità di misura.
Capacità termica e calore specifico. Misura del calore specifico ed esperienza di Joule.
Trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento. Cambiamenti di stato.
Elettrostatica
Fenomeni di elettrizzazione e carica elettrica. Conduttori ed isolanti. Legge di Coulomb. Concetto
di campo elettrico e di linee di campo elettrico. Campo elettrico generato da cariche puntiformi.
Principio di sovrapposizione. Campo elettrico generato da distribuzioni piane di cariche elettriche.
Energia potenziale elettrostatica. Potenziale elettrostatico e differenza di potenziale. Analogia tra
potenziale gravitazionale e potenziale elettostatico. Definizione di eV. Relazione tra potenziale e
campo elettrico. Potenziale in un campo elettrico uniforme. Potenziale elettrostatico prodotto da una
o più cariche puntiformi. Energia potenziale elettrostatica di due cariche elettriche puntiformi.
Superficie equipotenziale e sue proprietà. Esempi di superfici equipotenziali. Dipolo elettrico e
potenziale generato da un dipolo elettrico.
Campo elettrico e potenziale di un conduttore isolato in equilibrio elettrostatico. Campo elettrico
alla superficie di un conduttore. Induzione elettrostatica. Definizione di capacità e capacità elettrica
di un conduttore sferico. Condensatori e capacità di un condensatore piano. Condensatori collegati
in serie e parallelo. Energia elettrostatica di un condensatore ed energia associata al campo elettrico.
Dielettrici in un condensatore e descrizione molecolare di un dielettrico. Legge di Coulomb in
presenza di un dielettrico.
Testi consigliati:
 F. Bersani, S. Bettati, P.F. Biagi, V. Capozzi, L. Feroci, M. Lepore, D.G. Mita, I. Ortalli,
G. Roberti, P. Viglino, A. Vitturi: “Fisica Biomedica” (Casa Editrice Piccin, Padova).
 Appunti delle lezioni.